淺談110kV 無人值守變電站設計

（暢達峰電力科技有限公司，江蘇 常州 213000）

一、一次設計

（一）主接線設計工作

這是110kV 變電站一次設計工作中尤為重要的一環，由于主接線設計流程較復雜，所以設計人員一定要做好前期的設計方案，并針對實際情況制定科學合理的后期改擴建方案。需注意的是，主接線的設計工作會直接影響到后期輸變電設備選擇及配電裝置的布置形式，所以在設計主接線的過程中一定要格外重視主接線的科學性和合理性。

（二）主變壓器的選擇

除做好主接線設計之外還要做好主變壓器的選擇。為確保電力系統正常運行，設計人員需根據規劃年短路電流水平和負荷情況的需求選擇電壓等級、型式和容量合適的變壓器。在實際選擇過程中，設計人員會結合電壓等級及最大負荷需求選擇合適的主變壓器。如處于夏季用電高峰期時，由于此時實際的電力負荷達到峰值，為確保電力系統的可靠性，常規110kV 變電站至少啟用兩臺或以上的變壓器。同時要考慮變壓器的容量選擇合理性，即其中某一臺變壓器設備故障后，另一臺變壓器設備仍然可以帶所有一、二級負荷，并以此來保障正常的供電工作。

（三）選擇合適的配電裝置布置方案

在針對110kV 變電站進行一次設計的過程中，設計人員還要針對實際情況選擇合適的配電裝置布置方案。一般110kV 變電站多采用普通中形或者半高型的配電裝置布置方案。舉例來說，如設計人員選擇高型配電裝置布置方案，此時一定要做好變電站母線的布置工作，只有做好前期的母線布置工作，才能有效降低后期的變電站維護難度。若選擇半高型或普通中型的配電裝置布置方案，設計人員應適當縮減變壓器設備間的距離，并對原有布置方案進行優化。同時，為提高變電站系統的安全性還要做好防震設計工作。變電站設計時需根據實際荷載進行設計，必要時進行地基處理并留有裕度，最大限度地減少地面沉降。

（四）根據實際用電需求，選擇合適的直流系統

在變電站的一次設計過程中，還要根據運行情況設置相應的直流系統。利用直流系統可大幅提高變電站設備的可靠性。例如在設計直流系統的過程中，首先需對變電站相應直流負荷進行統計。然后根據相關直流負荷要求，合理選擇直流蓄電池容量和型式以及直流系統主接線結構，根據DL/T5044-2014 中相關要求對直流系統的相關設備和導體進行選擇。選擇直流系統斷路器和熔斷器，要嚴格按照相應整定原則和靈敏度校驗原則進行確認。

（五）智能斷路器與電子式互感器的設置

1）高壓斷路器是變電站中最常見的一種設備，不論常規站還是智能站都離不開高壓斷路器。該設備的運行工況直接影響到變電站的故障切除與線路運行的恢復。由于高壓斷路器的使用頻率高，現有的機械特性不能滿足高電壓、高頻次的使用需求，因此該設備故障較多，是檢修的重點。現有的傳感技術可以使得該設備處于更為便捷的監測下：實時監測泄漏電流、監測SF6 氣體密度、監測開合的次數、監測設備本身的振動情況、利用紅外線進行設備造影、監測分合閘線圈的絕緣特性與電流等。2）電子式互感器作為智能變電站革命性的設備，近年來應用較廣。其變革性體現在合并單元輸出數字信號，保護用小互感器逐漸退出歷史舞臺；PMU 相量測量單元被WAMS 合并；電能計量裝置改為全數字式，軟件功能可以實現電能在線計量。

二、二次系統設計

（一）變壓器保護配置

變壓器是電力系統中非常重要的電氣設備，其直接關系到電力系統的供電和運行穩定性，一旦發生故障，損失巨大。根據《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求，考慮微機保護的具體情況，一般變壓器保護采用雙主雙后的配置方式。主保護宜采用比例制動特性的縱差保護，其具有可靠的涌流制動功能。后備保護可采用帶方向或不帶方向的過電流保護。若靈敏度不夠時，可考慮采用復合電壓啟動的過電流保護。

（二）工作電源

工作電源為控制、測量信號以及繼電保護裝置提供可靠電源，一般有UPS 電源、直流電源、交流電源、通信電源等。交流電源一般由站用電提供，站用變應具有兩路獨立電源，互為備用，裝設有自動投切裝置，可以實現工作電源與事故電源不間斷自動投切，并帶通信接口接入計算機監控系統。

（三）圖像監控系統

變電站的圖像監控系統主要是通過對變電站現場監視的圖像、聲音等實時數據進行采集，利用先進的模式識別和人工智能技術，實現對變電站現場的電源監測、消防監測、入侵監測及環境監測等功能的自動化系統。特別是在變電站有設備異常、外物侵入、火災、氣體泄漏等事件時，可以通過紅外探測、煙感探測、電子圍欄等遠程監視功能，及時做出處理，故也被稱為遙視系統。先進的遙視系統可以對監控對象進行預警和告警，記憶告警事件。遙視系統可實現變電站現場可視化，這是對無人值守變電站“四遙”的有益補充，進而提高了無人值守變電站運行的安全性和可靠性，實現電力管理智能化。

三、結語

110kV 無人值守變電站的基本目標是通過一次設備智能化、二次設備網絡化、微機數字化、現場可視化等技術的應用，實現變電站無人值守目標，最大化減少變電站運行成本，提高變電站運行的安全性、穩定性。